CN202503578U - 嵌入式语音交换*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路IP话音处理技术，涉及一种嵌入式语音交换***，可完成16路语音交换、会场融合以及VOIP语音接入功能。其软件使用VxWorks操作***及标准VOIP网关协议，语音处理模块通过HPI口与集成通信处理器互连，与各用户语音通道之间通过PCM接口互连。总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块与集成通信处理器、语音处理模块、接口互联。能完成对语音进行G.729（语音编码标准）编解码功能，而且满足VOIP网关对语音编解码的要求，可以应用在各种VOIP***中，同时能够完成16路用户语音编码、交换和16路会场融合的通信组网功能。

Description

嵌入式语音交换***

技术领域

本实用新型涉及网络通信电子技术，特别是涉及一种嵌入式语音交换***。 

背景技术

近年来，随着分组交换技术的发展，传统电路交换形式的话音业务比重呈下降趋势，分组话音业务的比重则逐年上升。分组话音业务是在分组交换网络上实现的话音业务，在分组交换网络上进行话音数据流的传送，可以充分利用网络统计复用的特征，提高***的容量，目前最常用的是VoIP，即IP电话业务。VoIP（网络电话）作为一种基于IP的数据传输技术，广泛地利用Internet（因特网）全球互连环境，将传统的PSTN（公共交换电话网络）和Internet合二为一，可以有效降低***成本和管理成本。 

最常见的VOIP话音接入设备有一、二、四、八口语音网关等，但这些语音网关基本只支持点对点通话而不能进行会议功能，不能充分发挥网络分组复用的优势；同时由于各设备厂家技术水平高低不一、实现方式各有不同，语音网关的质量、性能、成本等方面均有待于提高。 

发明内容

本实用新型的目的，提出一种新型的语音交换模块，实现多路VOIP话音接入和交换业务，以满足多路IP话音接入和交换业务高集成度、高可靠性、低成本的解决方案。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，基于VxWorks（一种嵌入式实时操作***）***在MPC860T语音交换***上进行多路话音处理及话音网关的实现。嵌入式语音交换***，软件使用VxWorks操作***及标准VOIP网关协议，硬件包括集成通信处理器、语音处理模块、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块、晶体振荡器A、接口模块、接口、存储器A、存储器B、调试接口、接口插座、运行状态指示灯和复位电路，集成通信处理器分别与接口模块、存储器A、存储器B、接口插座、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块、语音处理模块、调试接口、复位电路、运行状态指示灯、接口相连，其中接口模块与晶体振荡器A及接口插座相连，总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块与晶体振荡器B、晶体振荡器C及接口插座相连，语音处理模块与接口插座相连。 

本实用新型的特点是不仅能完成对语音进行G.729（语音编码标准）编解码功能，而且满足VOIP网关对语音编解码的要求，可以应用在各种VOIP***中，同时能够完成16路用户语音编码、交换和16路会场融合的通信组网功能。 

附图说明

图1是本实用新型的硬件组成框图。 

图2是本实用新型的软件层次及模块框架图。 

图3是本实用新型的一种网络连接图。 

图4是本实用新型的另一种网络连接图。 

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明，参见图1和图2，嵌入式语音交换***，软件使用VxWorks操作***及标准VOIP网关协议，硬件包括集成通信处理器8、语音处理模块7、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块6、晶体振荡器A4、接口模块1、接口12、存储器A2、存储器B3、调试接口9、接口插座5、运行状态指示灯11和复位电路10，集成通信处理器8分别与接口模块1、存储器A2、存储器B3、接口插座5、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块6、语音处理模块7、调试接口9、复位电路10、运行状态指示灯11、接口12相连，其中接口模块1与晶体振荡器A4及接口插座5相连，总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块6与晶体振荡器B13、晶体振荡器C14及接口插座5相连， 语音处理模块7与接口插座5相连。 

实施例： 

集成通信处理器8选用XPC860TCZQ66D4，存储器B3选用HY57V561620CT-H，存储器A2选用TE28F320C3BD70，集成通信处理器8分别与存储器B3、存储器A2相连形成整个语音交换***的核心处理模块。

接口模块1包括10/100Mbps以太网PHY收发器LX971ALE和10/100M以太网接口隔离变量器HX1148，它直接与集成通信处理器8的MII口互连，完成以太网数据的收发。 

语音处理模块7指DSP芯片TMS320VI5416PGE。语音处理模块7通过HPI口与集成通信处理器8互连，与各用户语音通道之间通过接口插座5互连。它将各用户通道送来的PCM码流经过G.729编解码转换成并行数据并根据处理器的指令进行话音信号压缩编、解码和会议融合之后，送给集成处理器8；它将处理器送来的数据进行相应的处理之后送给各用户通道。 

总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块6主要由EPM7128AETI100和20MHz、32.768MHz晶体振荡器组成，主要完成集成通信处理器8与各个模块之间接口逻辑的产生、电平变换、总线缓冲、地址译码、读写控制和为集成通信处理器8、语音处理模块7提供工作时钟，同时也生成TDM接口帧同步、位时钟信号供各用户通道使用。 

调试接口9为一个十芯插座，用于与仿真器互连。仿真器通过该接口对集成通信处理器8电路进行硬件诊断和调试以及程序加载。 

复位电路10由微动开关和复位监控电路MAX825REUK-T组成，进行集成通信处理器8上电复位和手动复位以及集成通信处理器8电源的监控。 

接口12由RS-232C接口电路MAX3232EEAE组成，它主要完成RS-232C电平与TTL电平变换，用于集成通信处理器8的调试和接口的扩展。 

本实用新型硬件设计说明：参见图1 

1)集成通信处理器

集成通信处理器XPC860TCZQ66D4是整个***控制核心，它执行预先固化的软件，完成以下主要功能：

接口模块的控制；

将控制命令、DSP语音处理模块和数据接口等送来的数据传输；

***中各部分状态的控制与检测；

网络通信协议处理。

2)Ethernet接口模块 

Ethernet接口模块包括10/100Mbps以太网PHY（物理层）收发器LX971ALE和10/100M以太网接口隔离变量器HX1148等。

它直接与集成通信处理器的MII（媒体独立接口）口互连，完成以太网数据的收发。 

3)语音处理模块 

语音处理模块包括DSP芯片TMS320VI5416PGE和DC/DC电源变换电路TPS77516D等。

语音处理模块通过HPI（硬件平台接口）口与集成通信处理器互连，与各用户语音通道之间通过PCM（脉码调制）接口互连。它将各用户通道送来的PCM码流转换成并行数据并根据处理器的指令进行话音信号压缩编、解码和会议融合之后，送给处理器；它将处理器送来的数据进行相应的处理之后送给各用户通道。 

4)总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块 

总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块主要由CPLD EPM7128AETI100和20MHz、32.768MHz晶体振荡器等组成，主要完成集成通信处理器与各个模块之间接口逻辑的产生、电平变换、总线缓冲、地址译码、读写控制和为集成通信处理器、DSP芯片提供工作时钟，同时也生成TDM（时分复用模式）接口帧同步、位时钟信号供各用户通道使用。

5)调试接口 

调试接口为一个10芯插座，该接口主要用于与仿真器互连。仿真器通过该接口可以对集成通信处理器电路进行硬件诊断和调试以及程序加载。 

6)复位电路 

复位电路由微动开关和复位监控电路MAX825REUK-T组成。它主要完成集成通信处理器上电复位和手动复位以及集成通信处理器电源的监控。

7)接口 

接口由接口电路MAX3232EEAE组成，它主要完成RS-232C电平与TTL（生存时间）电平变换，用于集成通信处理器的调试和接口的扩展。

8)其它 

3.3V电源指示灯；

集成通信处理器运行状态指示灯；

以太网口工作状态指示灯；

DSP运行状态指示灯。

软件***设计方案： 

模块框架如图2所示，***软件采用层次结构化设计。BSP（板级支持包）程序完成VxWorks操作***与硬件平台的无缝联结，API（应用程序编程接口）程序封装应用程序的I/O（输入/输出）操作、DMA（直接内存存取）操作、中断例程及OS（操作***）调用。应用软件实现分为4个功能模块，主要有网络管理模块、数据转发模块、语音处理模块、协议处理模块、人机接口模块等组成。

各功能模块的职责如下： 

网络管理模块由网络重构联络任务，***参数表的组织和维护任务，***诊断任务组成，完成各节点端口编址及节点存在性检查。

语音处理模块由端口进程控制任务、语音发送任务、接收任务组成。对不同端口使用不同的进程任务。语音发送任务、接收任务，完成语音的压缩编解码数据同步处理。 

数据转发模块由LAN（局域网）接口收发及控制任务、数据接收任务及发送任务组成，完成异步及同步数据的分组及收发处理。 

人机接口模块由转发消息任务，显示任务及其它中断处理程序组成。 

1)网络管理模块接口 

网络管理模块由网络联络任务，***参数表维护任务，***参数表分发任务，***参数表保存任务，***测试任务组成，完成各节点业务端口编址及节点存在性检查。

***参数表保存所有***参数，网络管理模块维护管理这些***参数，其它模块只能查看***参数表而不能修改。 

网络管理模块接收人机接口模块设置的***参数，并且告知语音处理模块与数据转发模块***参数已更改。 

网络管理模块提供消息管道供人机接口模块设置参数时使用，根据发给消息管道的数据内容不同，设置不同的参数。 

当***参数表改变后，网络管理模块通过语音处理模块提供的消息管道和数据转发模块提供的消息管道告知语音处理模块或数据转发模块。 

2)语音处理模块接口 

语音处理模块根据网络管理模块送来的***参数表，运行相应的端口任务，端口任务将本端口的语音送到网上，接收由人机接口模块送来的呼叫命令，处理呼叫命令并将结果告知人机接口模块。

语音处理模块提供消息管道接收来自网络管理模块与人机接口模块发来的消息。当通话状态改变时，语音处理模块通过人机接口模块提供消息管道将当前状态通知人机接口模块。 

3)数据转发模块接口 

数据转发模块根据网络管理模块送来的***参数表，运行相应的数据端口任务，数据端口任务将端口（串口或网口）收到的数据送到网上，将总线收发模块送来的数据送给相应的端口（串口或网口）。

数据转发模块提供消息管道接收来自网络管理模块发来的消息。网络管理模块会发送波特率改变消息。 

数据转发模块与其端口（串口或网口）之间的协议不限采用何种具体格式，是透明通道传输。 

4)人机接口模块接口 

人机接口模块将用户的按键转换成相应的消息发给网络管理模块或语音处理模块，接收语音处理模块送来的消息显示相应的屏幕提示信息。

人机接口模块提供消息管道接收来自语音处理模块发来的消息。 

人机接口模块将用户的按键转换成相应的消息后，通过网络管理模块和语音处理模块提供的接口，告知网络管理模块或语音处理模块。 

1.实际应用方案 

1)集成通信处理器应用于VOIP***，如图3所示的一种网络连接方式。

集成通信处理器通过DSP完成语音的G.729编解码，并通过HPI与MPC860T通信，将G.729编解码数据由集成通信处理器打包送到以太网，集成通信处理器采用VxWorks操作 ***内嵌的网络协议和标准VOIP网关协议，把内部用户接入到Internet网络，完成与网络用户的通话。 

2)MPC860T语音交换***组成语音通信***，见图4所示的另一种网络连接方式。 

MPC860T语音交换***可以完成16路语音编码和16路会场融合，通过以太网交换机组成一个小型的网络语音通信***，最大可接入节点数为16个。每个节点内部通过业务板扩展用户接口可接16个用户，该用户可进行内部通话，也可通过网络完成节点间用户的语音通信。其组网拓扑通信适用于楼宇、单位间的可叠加式通信网络以及指挥***车辆间的组网通信模拟、训练等的应用。 

通过以上实例可以看出，嵌入式MPC860T语音交换***凭借体积小、接口丰富、功能完善、使用灵活等特点，可以广泛的应用在各种语音组网通信***中，通过嵌入业务板为通信***提供大量的用户接口，同时可以完成语音交换、会场融合以及VOIP语音接入功能，应用前景非常广泛。 

语音交换***作为高集成度、高可靠性、低成本的VOIP接入方案，为客户提供16路本地话音接入功能，并提供选呼、会议、强呼、监听等语音业务。 

Claims (1)

1.入式语音交换***，硬件包括集成通信处理器(8)、语音处理模块(7)、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块(6)、晶体振荡器A(4)、接口模块(1)、接口(12)、存储器A(2)、存储器B(3)、调试接口(9)、接口插座(5)、运行状态指示灯(11)和复位电路(10)，其特征在于，集成通信处理器(8)分别与接口模块(1)、存储器A(2)、存储器B(3)、接口插座(5)、总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块(6)、语音处理模块(7)、调试接口(9)、复位电路(10)、运行状态指示灯(11)、接口(12)相连，其中接口模块(1)与晶体振荡器A(4)及接口插座(5)相连，总线驱动/控制逻辑/时钟分配模块(6)与晶体振荡器B(13)、晶体振荡器C(14)及接口插座(5)相连，语音处理模块(7)与接口插座(5)相连。

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